Bài 3 sự điện li của nước ph chất chỉ thị axit bazơ

BÀI SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC pH CHẤT CHỈ THỊ AXIT – BAZƠ Mục tiêu  Kiến thức + Trình bày tích số ion nước, ý nghĩa tích số ion nước + Phát biểu khái niệm pH, định nghĩa môi trường axit, môi trường trung tính mơi trường kiềm + Trình bày số chất thị axit – bazơ: quỳ tím, phenolphatalein giấy thị vạn  Kĩ + Đánh giá độ axit độ kiềm dung dịch theo nồng độ ion H  + Giải tốn tính pH dung dịch axit mạnh, bazơ mạnh + Xác định môi trường dung dịch cách sử dụng giấy thị vạn năng, giấy quỳ tím dung dịch phenolphtalein Trang I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM Nước chất điện li yếu a Sự điện li nước Nước chất điện yếu Phương trình điện li: H O H   OH  b Tích số ion nước Ở 25C , số K H O gọi tích số ion nước K H O số cân nhiệt độ xác định gọi tích số ion nước K H O   H   OH    1014   H    OH    107  Ở 25C : K H O  1014 Nước môi trường trung tính, nên mơi trường trung tính mơi trường  H    OH    107 c Ý nghĩa tích số ion nước  Trong môi trường axit: Môi trường axit:  H    107 M Ví dụ: Tính  H   OH   dung dịch HCl 10 3 M Phương trình điện li HCl  H   Cl  103  103 M   H    103 1014     OH   3  10 11 M 10  Trong môi trường bazơ: Môi trường bazơ:  H    107 M Ví dụ: Tính  H   OH   dung dịch NaOH 10 5 M Phương trình điện li: NaOH  Na  OH  105  105 M  OH    105 M Trang   H    10 14  10 9 M 5 10  OH     H   hay  H    107 M Vậy  H   đại lượng đánh giá độ axit, độ bazơ dung dịch Môi trường trung tính:  H    107 M Mơi trường bazơ:  H    107 M   Môi trường axit:  H    107 M   Khái niệm pH, chất thị axit – bazơ a Khái niệm pH  H    10 pH M hay pH  lg  H       Nếu  H    10 a M  pH  a Để tránh ghi giá trị  H   với số mũ âm, người ta dùng pH Ví dụ:  H    103 M  pH  : môi trường axit    H    1011 M  pH  11 : môi trường bazơ    H    107 M  pH  : mơi trường trung tính   b Chất thị axit – bazơ Là chất có màu biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH dung dịch Ví dụ: Quỳ tìm, phenolphtalein, thị vạn Những chất quỳ tím, phenolphtalenin có màu biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH dung dịch chất thị axit-bazơ Trang SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HĨA Phương trình điện li: H 2O Ở 25C , số K H2O gọi tích số ion nước NƯỚC LÀ K H2O   H   OH    1014 CHẤT ĐIỆN LI RẤT YẾU H   OH  Tích số ion nước Mơi trường trung tính mơi trường đó:  H     OH    107 SỰ ĐIỆN LI CỦA Tích số ion nước phụ thuộc vào nhiệt độ NƯỚC – pH dung dịch CHẤT CHỈ THỊ AXIT - BAZƠ Môi Ý nghĩa tích số ion nước trường axit:  H     OH   hay  H     OH   hay  H    1, 0.107 M Môi trường bazơ:  H    1, 0.107 M Công thức:  H    10 a  pH  a pH pH biểu thị độ axit hay độ kiềm dung Môi trường axit: pH  Môi trường bazơ: pH  dịch lỗng Mơi trường trung tính: pH  Quỳ tím CHẤT CHỈ THỊ AXIT - BAZƠ Là chất có màu biến đổi phụ thuộc vào Phenolphtalein giá trị pH dung dịch Giấy thị vạn Trang II CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Bài tâp lí thuyết định tính Kiểu hỏi 1: Nhận biết dung dịch có tính axit, bazơ, trung tính Phương pháp giải   pH   Môi trường axit:   7  7   H   10 M; OH   10 M    pH   Môi trường bazơ:    H   107 M; OH    107 M       Môi trường trung tính pH  Ví dụ: Cho dung dịch: H2SO4, NH3, KNO3, KOH, Ba(NO3)2, Ca(OH)2, NaCl Số dung dịch có pH  A B C D Hướng dẫn giải H2SO4 axit mạnh, có mơi trường axit nên pH  NH3, KOH, Ca(OH)2 bazơ, có mơi trường bazơ nên pH  KNO3, Ba(NO3)2, NaCl muối trung hịa, có mơi trường trung tính nên pH   Chọn B Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Cho dung dịch: Na2SO4, HCl, KNO3, NaOH, Cu(NO3)2, Ca(OH)2, KCl Số dung dịch có pH  A B C D Hướng dẫn giải HCl axit mạnh, có mơi trường axit nên pH  NaOH, Ca(OH)2 bazơ mạnh, có mơi trường bazơ nên pH  Na2SO4, KNO3, KCl muối trung hịa, có mơi trường trung tính nên pH  Vậy có dung dịch có pH   Chọn A Kiểu hỏi 2: So sánh pH dung dịch Phương pháp giải  Axit: pH  Axit mạnh pH nhỏ Axit yếu pH lớn  Muối trung tính: pH   Bazơ: pH  Trang Bazơ mạnh pH lớn Bazơ yếu pH nhỏ Ví dụ: Cho dung dịch có nồng độ mol sau: HNO3, NaCl, NH3, CH3COOH, KOH Dãy xếp dung dịch theo thứ tự pH tăng dần là: A HNO3, CH3COOH, NH3, NaCl, KOH B HNO3, NH3, NaCl, CH3COOH, KOH C HNO3, NaCl, NH3, CH3COOH, KOH D HNO3, CH3COOH, NaCl, NH3, KOH Hướng dẫn giải Nhận thấy: HNO3: axit mạnh CH3COOH: axit yếu NaCl: muối có mơi trường trung tính NH3: bazơ yếu KOH: bazơ mạnh Vậy dãy xếp theo thứ tự pH tăng dần là: HNO3, CH3COOH, NaCl, NH3, KOH  Chọn D Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Cho dung dịch có nồng độ mol sau: H2SO4, NH3, KNO3, KOH, Ba(NO3)2, NaCl, CH3COOH Dãy xếp dung dịch theo thứ tự pH giảm dần là: A H2SO4, NH3, KNO3, KOH, Ba(NO3)2 B NH3, KNO3, KOH, Ba(NO3)2, NaCl C KOH, NH3, NaCl, CH3COOH, H2SO4 D KNO3, KOH, Ba(NO3)2, NaCl, CH3COOH Hướng dẫn giải Nhận thấy: H2SO4: axit mạnh CH3COOH: axit yếu NaCl, Ba(NO3)2: muối có mơi trường trung tính NH3: bazơ yếu KOH: bazơ mạnh Vậy dãy xếp theo thứ tự pH giảm dần là: KOH, NH3, NaCl, CH3COOH, H2SO4  Chọn C Bài tập tự luyện dạng Trang Câu 1: Công thức sau sai? A pH  log  H   B pH  pOH  14 C  H   OH    1014 D  H    10 a  pH  a Câu 2: Ba dung dịch axit sau có nồng độ mol: HCl, H2SO4, CH3COOH Dãy xếp giá trị pH dung dịch theo thứ tự tăng dần A HCl, H2SO4, CH3COOH B CH3COOH, HCl, H2SO4 C H2SO4, HCl, CH3COOH D HCl, CH3COOH, H2SO4 Câu 3: Dung dịch CH3COOH 0,1M có pH  a dung dịch HCl 0,1M có pH  b Phát biểu A a  b  B a  b  C a  b  D a  b  C HF D KNO3 Câu 4: Dung dịch có pH  A Ba(OH)2 B HClO4 Dạng 2: Tính pH dung dịch axit mạnh, bazơ mạnh Phương pháp giải Bước 1: Tính số mol chất ban đầu Bước 2: Viết phương trình điện li (hoặc phương trình phản ứng)   Bước 3: Từ số mol chất ban đầu dựa vào phương trình điện li, tính tổng số mol H OH  , sau   tính nồng độ H  OH  Chú ý: Tính lại thể tích dung dịch sau trộn (hoặc sau phản ứng) Nếu đề cho bỏ qua bước Bước 4: Tính pH dung dịch theo công thức pH  lg  H   pOH  lg OH      pH  14  lg OH  pH  14  pOH   Ví dụ: Hịa tan hồn tồn 20 ml dung dịch HCl 0,05M vào 20 ml dung dịch H2SO4 0,075M Tính pH dung dịch biết khơng có hao hụt thể tích pha trộn Hướng dẫn giải n HCl  0,001 mol; n H SO  0,0015 mol Phương trình điện li: HCl  H   Cl  H SO4  2H   SO24  n H  n HCl  2n H SO  0,001  0,0015.2  0,004 mol Trang Thể tích dung dịch sau trộn bằng: V  20  20  40 ml  0,04 lít   H    0,004  0,1M 0,04  pH  lg  H    Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Hòa tan 4,9 gam H2SO4 vào nước thu lít dung dịch Tính pH dung dịch thu Hướng dẫn giải n H SO  0,05 mol  CM H SO   4 0,05  0,05M Phương trình điện li: H SO4  2H   SO24 0,05  0,1 M   H    0,1M  pH  lg  H    Ví dụ 2: Trộn 100 ml dung dịch H2SO4 0,1M với 150 ml dung dịch NaOH 0,2M Tính pH dung dịch tạo thành Hướng dẫn giải n H SO  0,01 mol; n NaOH  0,03 mol Phương trình hóa học: H2SO4  2NaOH  Na2SO4  2H2O Ban đầu: 0,01 Phản ứng: 0,01  0,02 Sau phản ứng: 0,03 0,01 mol  0,01  0,02 mol 0,01 mol 0,02 Thể tích dung dịch sau phản ứng bằng: 100  150  250 ml  0,25 lít 0, 01  0, 04M Ta có: OH    0,25  pOH  lg OH    1,4  pH  14  1,4  12,6 Bài tập tự luyện dạng Bài tập Câu 1: Dung dịch H2SO4 0,005M có A pH  B pH  C pH  D  H    2,0M Trang Câu 2: pH hỗn hợp dung dịch HCl 0,0050M H2SO4 0,0025M A B C D 12 Câu 3: Số ml dung dịch NaOH có pH  12 cần để trung hịa 10 ml dung dịch HCl có pH  A 12 ml B 10 ml C 100 ml D ml Câu 4: Một dung dịch có pH  nồng độ mol ion H A 0,2M B 4,0M Câu 5: Một dung dịch có A 3,000 C 0,4M D 1,0.104 M C 0,003 D 0,001 pH dung dịch B 4,000 Bài tập nâng cao Câu 6: Trong dung dịch chứa H2SO4 0,1M, HNO3 0,2M HCl 0,3M với thể tích nhau, thu 300 ml dung dịch A Cho dung dịch A thu tác dụng với V ml dung dịch NaOH 0,2M KOH 0,29M thu dung dịch có pH  Giá trị V A 169 B 147 C 134 D 414 Câu 7: Trộn 100 ml dung dịch có pH  gồm HCl HNO3 với 100 ml dung dịch NaOH nồng độ a mol/l thu 200 ml dung dịch có pH  12 Giá trị a A 0,03 B 0,30 C 0,15 D 0,12 Câu 8: Hòa tan 3,66 gam hỗn hợp Na, Ba vào nước dư thu 800 ml dung dịch A 0,896 lít H2 (đktc) pH dung dịch A A B 12 C D 13 Câu 9: Cho 10 ml dung dịch HCl có pH  Cần thêm vào dung dịch ml nước để thu dung dịch có pH  ? A ml B 90 ml C 10 ml D 100 ml Dạng 3: Nhận biết dung dịch thị axit – bazơ Ví dụ mẫu Ví dụ 1: Chỉ dùng thuốc thử nhận biết dung dịch nhãn sau: H2SO4, KCl, Na2SO4, HNO3, Ba(OH)2 Hướng dẫn giải Dùng quỳ tím: Na2SO4, KCl: Muối trung tính nên quỳ tím khơng đổi màu H2SO4, HNO3: Axit nên quỳ tím đổi màu đỏ Ba(OH)2: Bazơ nên quỳ tím đổi màu xanh Dùng Ba(OH)2 nhận biết dung dịch lại Ba(OH)2 H2SO4 HNO3 Na2SO4  trắng Không  trắng Không hiện tượng KCl tượng Phương trình hóa học: Trang Ba  OH 2  H SO4  BaSO4  2H 2O Ba  OH 2  2HNO3  Ba  NO3 2  2H 2O Ba  OH 2  Na2 SO4  BaSO4  2NaOH Bài tập tự luyện dạng Câu 1: Bằng phương pháp hóa học, nhận biết dung dịch sau: NaOH, HNO3, KCl Câu 2: Chỉ dùng thêm thuốc thử, nhận biết dung dịch không màu đựng lọ nhãn sau: H2SO4, HCl, Ba(OH)2, KOH, NaCl Đáp án lời giải Dạng 1: Bài tập lí thuyết định tính 1–A 2–C 3–B 4–D Dạng 2: Tính pH dung dịch axit mạnh, bazơ mạnh Câu 1: Chọn A Câu 2: Chọn B  H    0,01M  pH  lg  0,01   Câu 3: Chọn C nH  nHCl  0,001 mol  n NaOH  0,001 mol Lại có: OH    0,01  VNaOH  100 ml Câu 4: Chọn D Câu 5: Chọn A Câu 6: Chọn C Coi 300 ml dung dịch A gồm 100 ml H2SO4 0,1M 100 ml HNO3 0,2M 100 ml HCl 0,3M trộn lại với   nH  0,07 mol n OH  0,2.0,001V 0,29.0,001V  0,49.0,001V mol Ta có:  H    0,01M  n H dö  0,01 0,3  0,001V  dư Lại có: nHdư  nH  nOH  V  134 ml Câu 7: Chọn D Dung dịch axit ban đầu có pH    nH  0,01 mol Dung dịch sau phản ứng có pH  12 nên bazơ dư nOHdư  0,002 mol Ta có: n NaOH  n OH phản ứng  n OHdư  0,012 mol  a  0,12 M Câu 8: Chọn D n H  0,04 mol Trang 10 Gọi số mol Na Ba x, y mol 23x  137y  3,66 x  0,04  Dựa vào khối lượng hỗn hợp số mol H2, ta có:  0,5x  y  0,4  y  0,02   nOH  0,08 mol  pOH   pH  13 Câu 9: Chọn B Dung dịch có pH   n HCl  n H  105 mol Dung dịch có pH  có số mol H khơng đổi  Vsau phản ứng  105  0,1 lít  100 ml 104  Vtheâm  100  10  90 ml Dạng 3: Nhận biết dung dịch thị axit – bazơ Câu 1: Dùng quỳ tím Câu 2: Dùng quỳ tím để phân biệt ba nhóm: Nhóm I: quỳ chuyển đỏ (H2SO4, HCl); nhóm II: quỳ chuyển xanh (Ba(OH)2, KOH) quỳ khơng chuyển màu (NaCl) Sau cho chất nhóm I II phản ứng với để nhận biết H2SO4 Ba(OH)2, lại HCl KOH Trang 11 ... LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM Nước chất điện li yếu a Sự điện li nước Nước chất điện yếu Phương trình điện li: H O H   OH  b Tích số ion nước Ở 25C , số K H O gọi tích số ion nước K H O số cân nhiệt... số ion nước NƯỚC LÀ K H2O   H   OH    1014 CHẤT ĐIỆN LI RẤT YẾU H   OH  Tích số ion nước Mơi trường trung tính mơi trường đó:  H     OH    107 SỰ ĐIỆN LI CỦA Tích... OH    107 SỰ ĐIỆN LI CỦA Tích số ion nước phụ thuộc vào nhiệt độ NƯỚC – pH dung dịch CHẤT CHỈ THỊ AXIT - BAZƠ Môi Ý nghĩa tích số ion nước trường axit:  H     OH   hay  H  